土壤溶解有机物（DOM）在陆地生态系统的能量和养分循环中至关重要，显著影响土壤微生物的多样性及群落结构。然而，长期有机替代（秸秆和粪肥）对DOM的分子组成以及其与土壤有机碳（SOC）组分和微生物群落结构的关系，尤其是在潮土中，尚未得到充分探索。通过对河南省农业科学院“国家潮土肥力与肥料效益长期监测站”的数据监测与分析，研究发现，长期有机替代显著提高了复杂有机分子（CHONs、CHOSs、CHONSs）的丰度，同时降低简单化合物（CHOs）丰度。DOM中分子量碳组分（氨基糖类、碳水化合物类、单宁类和多稠芳烃类）总占比增加（31.1%-32.5%），而大分子量（木质素类：6.81%-8.10%）和小分子量（不饱和烃类、脂质类和多肽类：1.62%-13.0%）碳组分占比下降，DOM中分子量碳组分更有助于促进土壤SOC的固存。此外， 微生物群落（真菌和细菌）的模块化以及碳源利用微生物的丰度、多样性，与DOM中分子量碳组分呈显著正相关，进而增强了微生物群落的稳定性。真菌群落对DOM中分子量碳组分的敏感性高于细菌群落。研究结果突出了DOM的中分子量碳组分在驱动微生物群落结构的分化及提高SOC固存的关键作用。研究结果以“Medium molecular weight carbon fractions of DOM: Driving soil microbial community differentiation and soil organic carbon sequestration”为题于2025年4月18日在线发表在《Agriculture, Ecosystems and Environment》。
有机改良措施对减少矿物肥料依赖和提高农业废弃物资源利用至关重要。然而，关于秸秆/粪肥替代部分化肥对潮土土壤质量和微生物群落结构，特别是功能微生物群落与土壤质量关系的长期研究仍较为有限。通过长期监测站的数据监测与结果分析表明，秸秆和粪肥替代显著提高了功能性细菌群落（如Sphingomonas和MND1）和真菌群落（如Mortierella）的丰度，较NPK处理分别提高6.63%–7.81%、6.98%–9.22%和4.05%–12.2%。这些菌群与土壤质量和作物产量呈正相关，进而改善了土壤质量（提高12.6%–56.9%），提高了氮、磷肥的利用效率（NUE：4.11%–11.8%；PUE：3.32%–22.6%），并提高了作物产量（提高4.21%–12.7%）。粪肥替代部分化肥的效果优于秸秆。结构方程模型和主成分分析表明，土壤质量对功能性细菌群落的影响显著强于对真菌群落的影响。研究结果以“Improving soil quality and crop yield of ffuvo-aquic soils through long-term organic-inorganic fertilizer combination: Promoting microbial community optimization and nutrient utilization”为题，于2025年1月26日在线发表于《Environmental Technology & Innovation》。这些研究成果为优化农业管理实践、促进可持续农业发展提供了重要的科学依据，特别是潮土区。
我院农业资源与环境2021级博士研究生杨金康为上述论文的第一作者，介晓磊教授和王龙副教授为共同通讯作者。我院赵鹏教授、刘红恩教授、硕士生贾梦珂、任亚男，以及河南省农业科学院黄绍敏研究员等为研究做出了重要贡献。研究得到国家重点研发计划（2021YFD1700900）、国家自然科学基金（42007103，32202603）、科技基础资源调查专项（2021FY100503）、河南省重点科技计划（222102110048，232102110253）等项目资助。
论文1链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167880925002208
论文2链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352186425000367
（文图/杨金康，审/刘世亮）